JP5910943B2 - バッテリレスエンジンの点火装置 - Google Patents

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Description

本発明は，人力始動装置を備えるエンジンにより駆動される発電機の出力により，バッテリを搭載しないエンジンのトランジスタ式点火制御回路を作動させ，この点火制御回路から点火コイルの１次コイルに通電するようにした，バッテリレスエンジンの点火装置に関する。
従来，人力始動装置を備えるバッテリレスエンジンにより駆動される発電機の出力により点火制御回路を作動させるエンジンの点火装置は，下記特許文献１に開示されるように，既に知られている。
実用新案登録第２５１８９０４号公報
一般に，点火装置の要求２次電圧Ｖ２は，エンジンの圧縮圧力の関係から，図３に示すように，所定値Ｎ２を境にして，エンジンの低回転時に低く（Ｖ２Ｌ），高回転時に高い（Ｖ２Ｈ）。また点火制御回路としてトランジスタ式を採用した場合には，図４及び図５より明らかなように，１次通電時間Ｔを長くしていくと，１次電流ＩがＩＬ，ＩＨと増加するのに応じて２次電圧Ｖ２はＶ２Ｌ，Ｖ２Ｈと高くなる。
ところで，従来のバッテリを搭載したエンジンの点火装置では，エンジンの高回転時の要求２次電圧に合わせた１次通電時間を設定して，２次電圧を出力するようにしており，この技術をそのままバッテリレスエンジンに採用すると，人力始動操作によるエンジンのクランキング回転時には，発電機の発電量は，電源系と点火制御系を合わせた要求電力量を賄うことが困難となり，点火制御系の作動が不安定となる。
そこで，それを満足させるには，エンジンの低回転時から充分な発電量を発生し得る大容量の発電コイルが発電機に必要であり，その結果，発電機は大型化してしまい，コスト面で不利となる。
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，発電機の発電コイルの容量を特別増加させなくても，人力始動操作による始動時から，エンジンの高回転数域まで，バッテリレスエンジンの点火を確実に行うことができる，前記バッテリレスエンジンの点火装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために，本発明は，人力始動装置を備えるエンジンにより駆動される発電機の出力により，バッテリを搭載しないエンジンのトランジスタ式点火制御回路を作動させ，この点火制御回路から点火コイルの１次コイルに通電するようにした，バッテリレスエンジンの点火装置であって，前記点火制御回路は，所定回転数未満のエンジンの低回転数域では，前記点火制御回路から前記１次コイルへの１次通電時間を所定時間未満として２次電圧を下げ，また前記所定回転数以上のエンジンの高回転数域では，同１次通電時間を前記所定時間以上として２次電圧を上げることを特徴とする。
本発明の特徴によれば，所定回転数未満のエンジンの低回転数域では，前記点火制御回路から前記１次コイルへの１次通電時間が所定時間未満となり，また前記所定回転数以上のエンジンの高回転数域では，同１次通電時間が前記所定時間以上となるので，人力始動操作によるエンジンのクランキング回転数を含む低回転数域では，１次通電量を少なくして，比較的低い２次電圧をもって点火プラグを作動することになるが，エンジンの圧縮圧力が比較的低いから，比較的低い２次電圧によっても点火プラグは作動し易い。しかも１次通電時間が比較的短く，１次コイルの消費電力が少ないことにより，発電機の出力電力に余裕が生じて，点火制御回路の良好な作動が確保されることになるから，点火プラグでは確実に火花を発生させ，エンジンを容易に完爆させ，始動させることができる。
始動後，エンジンが高回転数域に入ると，１次通電時間は所定時間以上に制御することで，２次電圧が上昇することになるので，エンジンの圧縮圧力が上昇する高回転数域においても，点火プラグを確実に作動させ，良好な高回転状態を得ることができる。
したがって，発電機の発電コイルの容量を特別増加させなくても，人力始動操作による始動時から，エンジンの高回転数域まで，バッテリレスエンジンの点火を確実に行うことができる。
本発明の実施形態に係るバッテリレスエンジンの点火装置の回路図。 上記点火装置の作動のためのフローチャート。 エンジン回転数と要求２次電圧との関係を示す線図。 １次通電時間と１次電流値との関係を示す線図。 １次電流値と２次電圧との関係を示す線図。
本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。
図１において，符号１は，ポンプ，刈り払い機，小型耕耘機等の作業機用のエンジンで，バッテリレス，即ちバッテリを搭載していない。このエンジン１には人力始動装置としてのリコイル式スタータ２が備えられ，エンジン１のクランク軸１ａには，これにより駆動される発電機３が直結される。この発電機３は，発電コイル３ａ及びパルサコイル３ｂを有しており，これらに電子制御ユニット４が接続される。
電子制御ユニット４には，発電コイル３ａの交流出力を直流出力に変換して調整する電源回路５と，この電源回路５からの電力を得てパルサコイル３ｂの出力パルスを所定の信号波形に調整するパルス処理回路６と，このパルス処理回路６の出力信号に基づき，電源回路５の出力により点火コイル８の１次コイル８ａに通電するトランジスタ式の点火制御回路７とを備える。点火コイル８の２次コイル８ｂにエンジン１の点火プラグ９が接続される。
而して，点火制御回路７は，パルス処理回路６の出力信号に基づいて点火タイミング，即ち１次コイル８ａへの通電タイミングを決定すると同時に，エンジン１の回転数を検出して，エンジン回転数がクランキング回転数を含む所定の低回転数域にあるときは，１次コイルへの通電時間を所定値未満に，また上記低回転数域に隣接する高回転数域にあるときは１次コイルへの通電時間を前記所定値以上に切り換え制御するようになっている。
点火制御回路７及び１次コイル８ａ間に接続される短絡回路１０には，常開型のエンジン停止スイッチ１１が設けられる。したがって，エンジン停止スイッチ１１をオン状態にすると，点火制御回路７の出力側が短絡状態となって１次コイル８ａへの通電が不能となり，エンジンの運転を停止することができる。
次に，上記電子制御ユニット４の作動を，図２のフローチャートに従って説明する。
エンジン１を始動するに当たり，先ずステップＳ１でエンジン停止スイッチ１１をオフ状態にする。次いで，リコイル式スタータ２を操作してエンジン１のクランキングを行うと，クランク軸１ａのクランキング回転が発電機３に伝達してそれを駆動し，電源回路５を作動させるので，ステップＳ２で点火制御回路７は，電源回路５からの入力によりスタンバイ状態となる。次いでステップＳ３でエンジン１が回転中であることが判定され，この判定はエンジン１がバッテリレスであることを示す。
ステップＳ３でバッテリレスと判定されると，ステップＳ４でエンジン回転数Ｎが点火開始回転数Ｎ１（図３参照）以上であるか，否かを判定し，ＹＥＳであればステップＳ５で，点火制御回路７が１次コイル８ａへの１次通電時間Ｔを，比較的短い所定時間ＴＬ（図４参照）に制御する。それに伴ないステップＳ６では，２次コイル８ｂに発生する２次電圧Ｖ２が比較的低い値Ｖ２Ｌ（図５参照）となる。
而して，エンジン１のクランキング時では，圧縮圧力が比較的低いから，比較的低い２次電圧Ｖ２Ｌによっても点火プラグ９は作動し易い。しかも１次通電時間ＴがＴＬと比較的短く，１次コイル８ａの消費電力が少ないことにより，発電コイル３ａの発生電力に余裕が生じて，電源回路５，パルス処理回路６及び点火制御回路７の良好な作動が確保されることになるから，点火プラグ９では確実に火花を発生させ，エンジン１を容易に完爆させて始動が完成する。
始動後，ステップＳ７でエンジン回転数Ｎが比較的高い所定値Ｎ２（図３参照）以上であるか，否かを判定し，ＹＥＳであれば，ステップＳ８で１次通電時間Ｔを比較的長い所定時間ＴＨ（図４参照）に制御する。それに伴ないステップＳ９では２次電圧Ｖ２が比較的高い値Ｖ２Ｈ（図５参照）となるので，エンジンの圧縮圧力が上昇する高回転数域においても，点火プラグ９を確実に作動させ，良好な高回転状態を得ることができる。
かくして，発電機３の発電コイル３ａの容量を特別増加させなくても，リコイル式スタータ２の操作による始動時から，エンジン１の高回転数域まで，バッテリレスエンジン１の点火を確実に行うことができる。
エンジン１の運転を停止する際には，ステップＳ１０でエンジン停止スイッチ１１をオンにする。すると，自動的に点火プラグ９の作動が停止し（ステップＳ１１），エンジン１は停止状態となる（ステップＳ１２）。
尚，図２のフローチャートは，バッテリを搭載したエンジンの始動装置にも適用可能である。即ち，この場合，ステップＳ１でエンジン停止スイッチ１１をオフにすると，ステップＳ２で点火制御回路７がバッテリの電力により直ちにスタンバイし，ステップＳ３へ進み，リコイル式スタータ２の操作前に，エンジン１が回転しているか，否かが判定されるので，ＮＯと判定され，次いでステップＳ１３へと進む。そこで，リコイル式スタータ２を操作すると，エンジン回転数Ｎが点火開始回転数Ｎ１を超えたか，否かが判定され，ＹＥＳであれば，ステップＳ７へ直ちに進み，それ以降は前記バッテリレスのケースと同様である。したがって，バッテリを搭載したエンジンでは，エンジンの始動当初より，２次電圧Ｖ２は，Ｖ２Ｈと比較的高いものとなる。
本発明は，上記実施形態に限定されるものではなく，その要旨の範囲を逸脱することなく種々の設計変更が可能である。例えば，リコイル式スタータ２に代えて，キック式スタータを採用することもできる。また前記実施形態では，エンジン回転数の高低２領域に合わせて１次通電時間を２段階に切り換えるようにしたが，エンジン回転数領域を３以上の領域に分け，それに対応して１次通電時間を３段階以上に切り換えるようにすることもできる。
１・・・・・バッテリレスエンジン
２・・・・・人力始動装置（リコイル式スタータ）
３・・・・・発電機
７・・・・・トランジスタ式点火制御回路
８・・・・・点火コイル
８ａ・・・・１次コイル
８ｂ・・・・２次コイル

Claims (1)

  1. 人力始動装置（２）を備えるエンジン（１）により駆動される発電機（３）の出力により，バッテリを搭載しないエンジン（１）のトランジスタ式点火制御回路（７）を作動させ，この点火制御回路（７）から点火コイル（８）の１次コイル（８ａ）に通電するようにした，バッテリレスエンジンの点火装置であって，
    前記点火制御回路（７）は，所定回転数未満のエンジン（１）の低回転数域では，前記点火制御回路（７）から前記１次コイル（８ａ）への１次通電時間を所定時間未満として２次電圧を下げ，また前記所定回転数以上のエンジン（１）の高回転数域では，同１次通電時間を前記所定時間以上として２次電圧を上げることを特徴とする，バッテリレスエンジンの点火装置。
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